Серебро. Общая характеристика (стр. 3 из 4)
С химической точки зрения серебро достаточно инертно, оно не проявляет способности к ионизации и легко вытесняется из соединения более активными металлами или водородом.
Под действием влаги и света галогены легко взаимодействуют с металлическим серебром образуя соответствующие галогениды.
Соляная и бромистоводородная кислоты в концентрированных растворах медленно реагируют с серебром:
2Ag + 4НСl = 2H[AgCl2] + Н2
2Ag + 4НВr = 2H[AgBr2] + Н2
Кислород взаимодействует с нагретым до 168° металлическим серебром при разных давлениях с образованием Ag2O. Озон при +225°С в присутствии влаги (или перекиси водорода) действует на металлическое серебро, образуя высшие окислы серебра.
Сера, реагируя с нагретым до +179°С с металлическим серебром, образует черный сульфид серебра Ag2S. Сероводород в присутствии кислорода воздуха и воды взаимодействует с металлическим серебром при комнатной температуре по уравнению
2Ag + H2S +1/2O2 - Ag2S + H2O
Металлическое серебро растворяется в H2SO4 (60° Be) при нагревании, в разб. HN03 на холоду и в растворах цианидов щелочных металлов в присутствии воздуха (кислорода или другого окислителя):
2Ag + 2H2SO4 = Ag2SO4 + SO2+ 2H2O
3Ag + 4HNO3+ 3AgNO3 + NO+ 2H2O
2Ag + 4NaCN + H2O + l/2O2 = 2Na[Ag(CN)2] + 2NaOH
Cелен, теллур, фосфор, мышьяк и углерод реагируют с металлическим серебром при нагревании с образованием Ag2Se, Ag2Te,Ag3P, Ag3As, Ag4C. Азот непосредственно не взаимодействует с серебром.
Органические кислоты и расплавленные щелочи пли соли щелочных металлов не реагируют с металлическим серебром. Хлорид натрия в концентрированных растворах и в присутствии кислорода воздуха медленно взаимодействует с серебром с образованием хлорида серебра.
В солянокислом растворе серебро восстанавливает некоторые соли металлов, такие, как CuCl2, HgCL2, FeI2. VOC12.
В химической промышленности применяются аппараты из серебра (для получения ледяной уксусной кислоты, фенола), лабораторная посуда (тигли или лодочки, в которых плавятся чистые щелочи или соли щелочных металлов, оказывающие разъедающее действие на большинство других металлов), лабораторные инструменты (шпатели, щипцы, сита и др.). Серебро и его соединения применяются в качестве катализаторов в реакциях обмена водород — дейтерий, детонации смеси воздух — ацетилен, при сжигании окиси углерода, окислении спиртов в альдегиды кислоты и др.
В пищевой промышленности применяются серебряные аппараты в которых приготовляют фруктовые соки и другие напитки. В медицине известен ряд фармацевтических препаратов, содержащих коллоидное серебро.
Металлическое серебро служит для изготовления высококачественных оптических зеркал путем термического испарения. Бруски (или электролитический порошок) серебра служат положительными электродами в аккумуляторах, в которых отрицательными электродами являются пластинки из окиси цинка, электролит — едкое кали.
Существенную долю серебра потребляет электротехническая промышленность для серебрения медных проводников и при использовании высокочастотных волноводов. Серебро используется при производстве транзисторов, микросхем и других радиоэлектронных компонентов.
Сплавы серебра широко применяются для изготовления монет, зубных пломб, мостов и протезов, столовой посуды, в холодильной химической промышленности.
Известны соединения, в которых серебро одно-, двух- и трех- валентно. В отличие от устойчивых соединений одновалентного серебра соединения двух- и трехвалентного серебра немногочисленны и мало устойчивы.
Соединения одновалентного серебра
Известны многочисленные устойчивые соединения (простые и .координационные) одновалентного серебра. Ион одновалентного серебра Ag+ с радиусом 1.55A диамагнитен, бесцветен, гидратирован, легко поляризуется, является окислителем (легко восстанавливается различными восстановителями до металлического серебра) и играет роль катализатора в реакции окисления иона марганца (II) анионом: S202-8.
Большинство соединений серебра (I) плохо растворимо в воде. Нитрат, перхлорат, хлорат, фторид растворяются в воде, а ацетат и сульфат серебра растворимы частично. Соли серебра (I) белые или слегка желтоватые (когда аннон соли бесцветен). Вследствие деформируемости электронных оболочек иона серебра(I) некоторые его соединения с бесцветными анионами окрашены.
Многие из соединений серебра (I) окрашиваются в серый под действием солнечного света, что обусловлено процессом восстановления до металлического серебра.
У солей серебра(I) мало выражена склонность к гидролизу .При нагревании солей серебра со смесью карбоната натрия и угля образуется металлическое серебро:
2AgNO3 + Na2CO3 + 4С = 2Ag + 2NaNO2 + 5CO
Известны многочисленные координационные соединения серебра(I), в которых координационное число серебра равно 2, 3 и 4.
Окись серебра,Ag2O, получают при обработке растворов AgNO3 щелочами или растворами гидроокисей щелочноземельных металлов:
2AgNO3 + 2КОН = Ag2O + 2KNO3 + Н2O
Окись серебра представляет собой диамагнитный кристаллический порошок (кубические кристаллы) коричнево-черного цвета с плотностью 7,1 — 7,4 г/см3, который медленно чернеет на свету высвобождая кислород, и разлагается на элементы при нагреваний до +200°C:
Ag2O=2Ag + ½O2
Водород, окись углерода, перекись водорода и многие металлы восстанавливают окись серебра в водной суспензии до металлического серебра:
При окислении Ag2O озоном образуется окись серебра(II) Окись серебра (I) растворяется в плавиковой и азотной кислотах в солях аммония, в растворах цианидов щелочных металлов, в аммиаке и т. д.
Ag2O + 2HF = 2AgF + Н2O
Ag2O + 2HNO3 = 2AgNO3
Ag2O + 2(NH4)2CO3 = [Ag(NH3)2]2CO3 + 2H2O +CO2
Ag2O + 4KCN + H2O = K[Ag(CN)2] + 2KOH
Ag2O + 4NH4OH = 2[Ag(NH3)2]OH + 3H2Oили
Ag2O + 4NH3 + H2O = 2[Ag(NH3)2]OH
При хранении гидроокись диамминсеребра [Ag (NH3)2]OH(которая является растворимым основанием с окислительными cсвойствами) превращается в способный взрываться имид серебра;
2[Ag(NH3)2]OH = Ag2NH + 3NH3 + 2H2O
Растворы хлоридов щелочных металлов превращают окись серебра(I) в хлорид серебра(I), а при действии избытка HgI2 нaAg2O образуется Ag2[HgI4].
Окись серебра — энергичный окислитель по отношению ксоединениям хрома(III), альдегидам и галогенопроизводным углеводородов:
5Ag2O + Cr2О3= 2Ag2CrO4 + 6Ag
3Ag2O + 2Cr(OH)3 + 4NaOH = 2Na2GrO4 + 6Ag+ 5H2O
Окисление галогенопроизводных углеводородов приводит кобразованию спиртов, а окисление альдегидов — соответствующих кислот.
Растворы сульфидов щелочных металлов и водные суспензии сульфидов тяжелых металлов превращают окись Ag2O в сульфид Ag2S.
Суспензии окиси серебра применяются в медицине как антисептическое средство. Смесь, состоящая из окиси серебра с легко восстанавливающимися окислами (например, меди или марганца). является хорошим катализатором окисления окиси углерода кислородом воздуха при обычной температуре. Смесь состава 5% Ag3O, 15%Сo2Оз, 30% СuО и 50% МnO2, названная «гопкалитом», служит для зарядки противогазов в качестве защитного слоя против окиси углерода.
Гидроокись серебра, AgOH, образуется в виде неустойчивого белого осадка в результате обработки AgN03 спиртовым раствором калиевой щелочи при рН = 8,5..9 и температуре -45°C.
Соединение AgOH обладает амфотерными свойствами, легко поглощает двуокись углерода из воздуха и при нагревании с Na2S образует аргентаты эмпирических формул Ag2O • 3Na2O и Ag2O • 3Na2O.
Основные свойства гидроокиси серебра усиливаются в присутствии аммиака вследствие образования гидроокиси диамминсеребра [Ag (NH3)2]OH.
Фторид серебра, AgF, получают прямым взаимодействием элементов при нагревании, действием плавиковой кислоты на окись или карбонат серебра(I), термическим разложением (+200°C) Ag[Bp] причем наряду с AgF образуется BF3:
2Ag + F2 = 2AgF + 97,4 ккал
Ag2CO3 + 2HF= 2AgF + H2O + CO2
Ag2O + 2HF = 2AgF + H2O
Ag[BF4] = AgF + BF3
Выделение кристаллов AgF из водного раствора осуществляется путем концентрирования в вакууме в темноте.
Соединение AgF представляет собой расплывающиеся на воздухе бесцветные гранецентрированные кубические кристаллы с плотностью 5,85 г/см3и температурой плавления +435°C; фторид серебра плохо растворим в спирте, легко растворим в воде (в отличие от остальных галогенидов серебра) и в аммиаке; его нельзя хранить в стеклянной посуде, поскольку он разрушает стекло.
Под действием паров воды и водорода при нагревании фторид серебра восстанавливается до металлического серебра:
2Ag+ Н2O = 2Ag + 2HF+ ½O2
2AgF + Н2 = 2Ag+ 2HF
Ультрафиолетовые лучи вызывают превращение фторида серебра в полуфторид Ag2F. Водный раствор фторида серебра служит для дезинфекции питьевой воды.
Известны кристаллогидраты AgF •nH2О (где п — 1, 2, 4) и фторокислоты H[AgF2l, H2[AgF3], H3[AgF].
Моногидрат AgF • Н2О осаждается в виде светло-желтых кубических кристаллов при упаривании в вакууме раствора безводного AgF в воде.
Дигидрат AgF • 2H20, представляющий собой твердые бесцветные призматические кристаллы с температурой плавления +42°C, выпадает из концентрированных растворов AgF.